JPH09257539A

JPH09257539A - 超音波流量計

Info

Publication number: JPH09257539A
Application number: JP8066324A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Nabeshima; 徳行鍋島
Original assignee: Aichi Tokei Denki Co Ltd
Current assignee: Aichi Tokei Denki Co Ltd
Priority date: 1996-03-22
Filing date: 1996-03-22
Publication date: 1997-10-03
Anticipated expiration: 2016-03-22
Also published as: JP3759989B2

Abstract

(57)【要約】【課題】実用的な流速範囲でほどほどの分解能を確保
し、しかも消費電力量を少なくする。【解決手段】切替器７，８を図示の状態にして順方向
に上流の送受波器２から下流の送受波器３に超音波パル
スを送る。これをシングアラウンド方式でｎ回くり返し
合計の伝搬時間ｎｔ₁を第２のカウンタ１１で計測す
る。次に切替器７，８を切り替えて逆方向の測定をし、
合計の伝搬時間ｎｔ₂を計測する。第２のカウンタの測
定値ｎｔ₁とｎｔ₂をマイコン４で読取り流速を演算す
る。流速に応じて、測定間隔とｎを変える。測定中以外
のときはアナログ回路の受信波検知部５の電源を切って
電流を減らす。流速が大きいとｎを小さくし、流速が小
さいとｎを大きく間隔を大きくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシングアラウンド方
式の超音波流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８において、静止流体中の音速をＣ、
流体の流れの速さをＶとすると、音波の伝搬方向が流れ
に沿った方向（以下順方向と言う）と一致すればその伝
搬速度は（Ｃ＋Ｖ）となり、流れに逆らった方向（以下
逆方向と言う）の場合には（Ｃ−Ｖ）となる。

【０００３】距離Ｌを隔てて一対の超音波送受波器２，
３を流管１の上流側と下流側に離して配設し、上流側の
超音波送受波器２から順方向に超音波パルスを送信した
とき、下流側の超音波送受波器３に超音波が到達するに
要する時間をｔ₁、下流側の超音波送受波器３から逆方
向に超音波パルスを送信したときに、上流側の超音波送
受波器２に超音波が到達するに要する時間をｔ₂とすれ
ば、ｔ₁＝Ｌ／（Ｃ＋Ｖ） … （１）ｔ₂＝Ｌ／（Ｃ−Ｖ） …（２）となる。

【０００４】順方向と逆方向の超音波の上記伝搬時間ｔ
₁，ｔ₂を測定し、これらから流体の流速Ｖを算出し
て、さらに流量や積算流量（体積）を求めていた。流体
の流速Ｖは上記（１），（２）式から音速Ｃに無関係にＶ＝（Ｌ／２）・｛（１／ｔ₁）−（１／ｔ₂）｝ …（３）として求められる。

【０００５】なお、実際には、伝搬時間測定の分解能を
上げるため、順方向や逆方向の伝搬時間を測定するの
に、１回ずつの超音波の送受信ではなく、受信と同時に
次の送信を行い、同一方向の送受信を複数回（ｎ回）連
続して繰り返し、最初の第１回目の送信から最後の第ｎ
回目の受信までの時間を、順方向と逆方向についてそれ
ぞれ求め、それらの値ｎｔ₁，ｎｔ₂より１回の送信か
ら受信までの伝搬時間ｔ ₁，ｔ₂を求めるようにしてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近時、消費電力量が小
さく、かつ計測精度が高い超音波流量計が求められてい
る。

【０００７】ところが、前記従来の前者の技術では、流
速や流量の計測精度を高めるためには、先ず伝搬時間測
定の分解能を上げる必要があり、伝搬時間測定用の基準
クロックの周波数を高くしていた。

【０００８】しかし、基準クロックの周波数を高くする
と、消費電流ひいては消費電力や消費電力量も大きくな
ってしまう。また、そもそも、低電力量、低価格での高
周波数化に限界がある。

【０００９】そこで、順方向と逆方向について、それぞ
れ複数回（ｎ回）の送受信を連続して繰り返すことで、
伝搬時間のｎｔ₁やｎｔ₂を測定して分解能を上げる方
向にある（前記従来技術の後者）。

【００１０】しかし、消費電力を低減しようとして基準
クロックの周波数を低くすると計測精度が落ちるため、
それをカバーする意味で送受信の繰り返し回数ｎを大き
くする必要がある。すると、そうすることにより、測定
に時間がかかることになって平均的な消費電力即ち消費
電力量が大きくなってしまう。

【００１１】従って、低消費電力量化方策としての別の
対策、例えば、測定中のみ基準クロックを発振させた
り、大電流を消費し易いアナログ部の給電を測定中のみ
に限定する等の対策の効果が十分に発揮されないという
ジレンマがあった。

【００１２】本発明の発明者は、かかるジレンマを解決
すべく、鋭意研究を重ねたところ、流量計としての計測
精度を向上するのに必要な分解能は流体の流速Ｖによっ
て異なり、流速が大きい時は分解能は低くしても良いこ
とに気付いた。つまり同比率とするなら、音速Ｃより流
速Ｖが非常に小さければ、必要な分解能は流速Ｖに反比
例すると言える。

【００１３】ところが、前記従来技術の後者では、繰り
返し回数ｎが固定のため、流速Ｖが大きい時は不必要に
高分解能の測定を行っていた。基準クロックの周波数偏
差や、流速分布等による誤差があるため、流速測定のみ
の分解能を上げても無意味である。

【００１４】つまり、このため不必要な電力を消費して
いた。そこで、本発明はこのような視点から、前記従来
の技術を改良して、実用的に要求される分解能を流体の
流速Ｖの小さいところから大きいところまでの広い範囲
で発揮でき、かつ低消費電力量化を実現できる超音波流
量計を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、次の１）〜９）の要件を具備し
たことを特徴とする超音波流量計である。

【００１６】１）．流体の流れの中を流れと同方向ある
いは斜め方向に超音波の送受をする送信側にも受信側に
も働く一対の超音波送受波器（２）（３）。２）．コントロール部（４）よりの送波切替え信号が順
方向を示す時は下流側の送受波器（３）が、逆方向を示
す時は上流側の送受波器（２）が接続されて受信波を検
知する受信波検知部（５）。

【００１７】３）．コントロール部（４）よりの送受切
替え信号が順方向を示す時は上流側の送受波器（２）
を、逆方向を示す時は下流側の送受波器（３）を駆動す
るように構成され、第１送信指令信号を入力した時に第
１の駆動を行い、その後は受信波検知部（５）よりの受
信波検知信号が入力されるごとに第ｎ受信波検知信号が
入力されるまで送信側の送受波器（２又は３）を駆動す
る送波器駆動部（６）。

【００１８】４）．受信波検知部（５）よりの受信波検
知信号を受け、ｎ番目の受信波検知信号を検知して第ｎ
受信波検知信号を出力する第１のカウンタ（１０）。５）．第１送信指令信号から第ｎ受信波検知信号までの
時間を測定する第２のカウンタ（１１）。

【００１９】６）．一定の測定間隔（Ｔ）で交互に送受
切替え信号を順方向と逆方向に切替え、その度に、第１
送信指令信号を出力し、第ｎ受信波検知信号を受けると
第２のカウンタ（１１）の測定値を読取り、流速、流量
等の演算を行うコントロール部（４）。

【００２０】７）．第２のカウンタ（１１）は基準クロ
ック発振器を有し、該発振器の出力である基準クロック
を計数することで第１送信指令信号から第ｎ受信波検知
信号までの時間を測定すると共に、この時間を測定中以
外は基準クロックの発振を止めるように構成され、８）．受信波検知部（５）は測定中以外は電源をＯＦＦ
するようにし、９）．コントロール部（４）より第１のカウンタの前記
ｎを設定できるように構成すると共に、検知した流速が
比較的大きかった時は、次はｎを比較的小さく設定し、
流速が比較的小さかった時は、次はｎを比較的大きく設
定して、測定を開始すべく第１送信指令信号を出力する
ようにコントロール部（４）を構成する。

【００２１】この発明では、順方向測定時と逆方向測定
時に、それぞれ送受信をｎ回ずつ連続して繰り返して、
まとめて伝搬時間のｎｔ₁やｎｔ₂を測定することによ
り、前記従来技術の後者のように、前記従来技術の前者
に比較して、分解能をｎ倍にしている。

【００２２】また、流速が大きいときは繰り返し回数ｎ
を小さくするので、基準クロックの発振時間が短くなり
低消費電力量となる。更にまた、消費電流の大きいアナ
ログ回路で構成される受信波検知部（５）の電源を測定
中以外はＯＦＦにするため、電源ＯＮ時間が短くなり、
この面からも低消費電力量となる。

【００２３】そして、流速が小さい時は、分解能を上げ
るために、ｎを大きくしている。そのため、このことに
よっては測定時間ｎｔ₁やｎｔ₂が長くなって消費電力
量が大きくなる傾向となる。

【００２４】請求項２の発明は、請求項１の超音波流量
計において、流量が比較的小さかった時は、次は測定間
隔（Ｔ）を比較的大きく設定するようにしたことを特徴
とするものである。

【００２５】請求項１の発明で、流速が小さい時に分解
能を上げるために、ｎを大きくすると、このことによっ
ては測定時間のｎｔ₁やｎｔ₂が長くなって消費電力量
が大きくなる傾向となる。

【００２６】一般に、積算流量表示をもつ積算流量計の
場合、流速が小さい時は積算が遅くなるため、積算のス
ピードも遅くなる。そして、測定の何回か分でやっと積
算値の最下位桁が１だけ上がる程流速が小さい場合に
は、頻繁に測定を行うのは不合理である。

【００２７】そこでこの請求項２の発明では、ｎを大き
くして分解能を上げるが、測定間隔（Ｔ）は長くして、
平均的に消費電流が大きくなるのを防止する。請求項３
の発明は、請求項１の超音波流量計において、流速が比
較的小さかった時は、次は測定間隔（Ｔ）を比較的大き
くして測定を行い、測定間隔（Ｔ）ごとに流速、流量等
を演算し、さらに間隔（Ｔ）を短くして、かつ比較的小
さいｎでの測定を行い、順方向と逆方向での第２のカウ
ンタ（１１）の読み値の差が一定値以上となると、その
二つの読み値を用いて流速、流量等の演算を行い、その
次からは測定間隔（Ｔ）を比較的小さな値とし、かつｎ
を流量に見合った比較的小さな値に設定して測定するよ
うにしたことを特徴とするものである。

【００２８】測定間隔（Ｔ）を大きくすると、急な流速
変化に追従できなくなる可能性が生じて問題が残る。そ
こで、この発明では、単に流速変化のみを監視するため
に、それが検知できる小さなｎでの測定を（Ｔより）短
い間隔で行う。

【００２９】そして、請求項４の発明は、請求項１の超
音波流量計において、流速が零又は零に近い一定値以下
と判断した時は、ｎを比較的小さく設定して測定するこ
とを特徴とするものである。

【００３０】この発明では、さらに、流体が流れていな
い時に小さいｎで測定する。流量計の使用方法にもよる
が、流れてない時間が最も長いことが多い。従って、こ
うすることで消費電力量が小さくて済む。流体が流れて
いない時に、流れている時と同様に電力を消費するのは
不合理である。

【００３１】また、流量が零付近では、零と見倣して測
定値を捨てるローレベルカットを働かせるのが普通であ
り、大きなｎで測定を行っても無駄になる。ローレベル
カット領域を超えて一定以上の流速・流量で流れている
時はｎを大きくする。ローレベルカット領域内の流速・
流量では、分解能は余り必要なく、ローレベルカット領
域内にあるかどうかを判断できれば良いからである。

【００３２】

【発明の実施の形態】次に図１〜図７に従って本発明の
好ましい実施の形態を説明する。２，３は一対の超音波
送受波器で、従来技術と同様に流体の流れ中を流れと同
方向、あるいは斜め方向に超音波の送受をする。

【００３３】４はコントロール部、５は受信波検知部、
６は送波器駆動部、７は第１の切替器、８は第２の切替
器で両切替器７，８で切替部９を構成する。コントロー
ル部４はマイクロコンピュータで構成され、流量計全体
の制御と、流速・流量や積算流量等の演算処理を行う。

【００３４】コントロール部４から出力される送受切替
え信号は切替部９を構成する第１の切替器７と第２の切
替器８を操作して順方向の測定と逆方向の測定を交互に
行うように指示する。

【００３５】送受切替え信号が順方向を示す時は上流側
の送受波器２が図１のように第１の切替器７によって送
波器駆動部６に接続され、下流側の送受波器３が図１の
ように第２の切替器８によって受信波検知部５に接続さ
れる。

【００３６】また、送受切替え信号が逆方向を示す時は
第１の切替器７と第２の切替器８が図１の状態から切替
えられて、下流側の送受波器３が第１の切替器７を介し
て送波器駆動部６に接続され、上流側の送受波器２が第
２の切替器８を介して受信波検知部５に接続される。

【００３７】コントロール部４は一定の測定間隔Ｔで送
受切替え信号を交互に順方向と逆方向に切替え、その都
度、送波器駆動部６へ第１送信指令信号を出力する。送
波器駆動部６はコントロール部４からの第１送信指令信
号が入力された時に、第１の切替器７を介して接続され
ている送信側の送受波器２又は３を駆動励振し、その後
は受信波検知部５よりの受信波検知信号が入力されるご
とに、後述する第ｎ受信波検知信号が入力されるまで送
信側の送受波器２又は３を駆動する。

【００３８】１０は第１のカウンタで、受信波検知部５
よりの受信波検知信号を受け、ｎ番目の受信波検知信号
を検知して第ｎ受信波検知信号を出力する。そして、こ
の第１のカウンタ１０のリセット端子Ｒにはコントロー
ル部４からの第１送信指令信号が入力されていて、該第
１送信指令信号によりその計数値を零にリセットする。

【００３９】この第１のカウンタ１０は、コントロール
部４よりのｎ選択信号によりｎの値を変更できるように
構成されている。図２は第１のカウンタ１０の電気回路
の具体例で、１０ａは受信波検知部５からの受信波検知
信号を計数して１０，２０，４０及び８０の計数値を出
力するカウンタで、コントロール部４よりの第１送信指
令信号を受ける都度その内容が零にリセットされる。

【００４０】１０ｂ，１０ｃ，１０ｄはｎ選択スイッチ
で、コントロール部４よりのｎ選択信号によって操作さ
れる。例えば、ｎ選択信号によって操作されたｎ選択ス
イッチ１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが、共に図２に示すよう
に”０”位置にあると、カウンタ１０ａの出力端子１０
が選択されるので、第１のカウンタ１０は１０番目の受
信波検知信号を検知して第１０受信波検知信号を出力す
る。

【００４１】ｎ選択スイッチ１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを
コントロール部よりのｎ選択信号により適宜切替えるこ
とで、カウンタ１０ａの四つの出力１０，２０，４０又
は８０の内の一つを第ｎ受信波検知信号として選ぶよう
になっている。

【００４２】ｎ選択信号は、二つの信号…一つはｎ選択
スイッチ１０ｂを操作し、もう一つはｎ選択スイッチ１
０ｃと１０ｄを操作する…で構成されている。なお、ｎ
選択スイッチ１０ｂ，１０ｃ，１０ｄはＡＮＤゲートを
組合せて容易に実現することができる。

【００４３】このように、図２の具体例では、ｎ選択信
号でｎとして、１０，２０，４０，８０のどれか一つを
選択できる。１１は第２のカウンタで、順方向測定と逆
方向測定の都度、第１送信指令信号から第ｎ受信波検知
信号までの時間を測定する。この第２のカウンタ１１の
リセット端子Ｒには、コントロール部４からの第１送信
指令信号が入力されていて、該第１送信指令信号により
その計数値を零にリセットする。

【００４４】また第２のカウンタ１１は、図示されてな
い基準クロック発振器を内蔵していて、この基準クロッ
ク発振器からの基準クロックを計数することで第１送信
指令信号から第ｎ受信波検知信号までの時間をカウント
値として測定する。

【００４５】なお、第２のカウンタ１１の図示されてな
い前記基準クロック発振器は、コントロール部４からの
発振ＯＮ・ＯＦＦ信号によって制御され、発振ＯＮ・Ｏ
ＦＦ信号がＯＮのときに発振し、ＯＦＦのといには発振
を停止するように構成されている。

【００４６】図３は第２のカウンタ１１の電気回路の具
体例で、１１ａはカウンタでコントロール部４よりの第
１送信指令信号を受けてその内容が零にリセットされて
計数を開始する。

【００４７】１１ｂは基準クロック発振器でコントロー
ル部４よりの発振ＯＮ・ＯＦＦ信号を受けて、該信号
が”Ｈ”レベルで発信し、”Ｌ”レベルで発振を停止す
る。基準クロック発振器１１ｂの基準クロックは、ゲー
ト１１ｃを介してカウンタ１１ａに入力されて計数され
る。そして、第ｎ受信波検知信号が入力されるとゲート
１１ｃは閉となりカウンタ１１ａはカウントを停止す
る。

【００４８】こうして、カウンタ１１ａは順方向計測と
逆方向計測ごとに、第１送信指令信号から第ｎ受信波検
知信号までの時間を基準クロック発振器１１ｂの基準ク
ロックの計数値として計測し、その後、そのカウント値
を時間測定値としてコントロール部４が読出す。

【００４９】この時間を測定中以外は、コントロール部
４よりの発振ＯＮ・ＯＦＦ信号によって制御されて、基
準クロック発振器１１ｂは発振を停止するように構成さ
れている。

【００５０】コントロール部４は一定の測定間隔Ｔで送
受切替え信号を交互に順方向と逆方向に切替え、その度
に、第１送信指令信号を出力し、第ｎ受信波検知信号を
受けると第２のカウンタ１１の測定値（カウント値）を
読取り、流速・流量・積算流量等の演算を行う。

【００５１】前記受信波検知部５はアナログ回路で構成
されていて、その作動電力の給電がコントロール部４に
よって制御されて、測定中は給電され、測定していない
間は給電が停止される。コントロール部４によるこの制
御は、例えば図１に示すように発振ＯＮ・ＯＦＦ信号を
受信波検知部５に入力し、該信号が”Ｈ”レベルのとき
に受信波検知部５の作動電力を給電し、”Ｌ”レベルの
ときに給電を停止するようにすることで実現できる。

【００５２】そして、コントロール部４は、検知した流
速が比較的大きかった時は、次にｎを比較的小さく設定
し、流速が比較的小さかった時は、次にｎを比較的大き
く設定して、測定を開始すべく第１送信指令信号を出力
するように構成されている。

【００５３】次に、上記実施の形態におけるコントロー
ル部の作用を主として、図４〜図７も用いて、より詳し
く説明する。例として、１秒毎に順方向、続いて逆方向
の測定を行うものについて説明する。

【００５４】コントロール部４はマイクロコンピュータ
（マイコン）で構成されている。マイコン４の内部のタ
イマにより１秒毎にインターバル割込みがかかるように
なっている（図４）。

【００５５】１秒毎のインターバル割込みがかかると、
マイコン４は先ず送受切替え信号を順方向とし、基準ク
ロック発振器１１ｂの発振をＯＮとすると共に、アナロ
グ回路で構成された受信波検知部５の電源をＯＮする。
なお、この例では、基準クロックの発振のＯＮ・ＯＦＦ
制御と、受信波検知部５の電源のＯＮ・ＯＦＦを共にマ
イコン４の出力ポートで行うように構成してある。

【００５６】そして、第１送信指令信号をマイコン４が
出力する。ｎは何れかに設定ずみである。これで順方向
の測定がスタートし、マイコン４は、その終了信号であ
る第ｎ受信波検知信号が割込みとしてかかるのを待つこ
とになる。

【００５７】連続したｎ回の超音波の送受が終わる（図
５）と、第ｎ受信波検知信号による割込みがかかる（図
６）。ここでマイコン４は第２のカウンタ１１の測定値
（カウント値）を読取る。

【００５８】この値は順方向測定の測定値ｎｔ₁として
先ず記憶され、こんどは、送受切替え信号を逆方向と
し、再び第１送信指令信号を出力し、逆方向の測定を開
始する。

【００５９】そして、またマイコン４は第ｎ受信波検知
信号が割込みとしてかかるのを待つ。逆方向の測定が終
了すると第ｎ受信波検知信号が第１のカウンタ１０から
マイコン４に割込みとして入力され割込みがかかる。

【００６０】マイコン４は第２のカウンタ１１のカウン
ト値を読取り、基準クロック１１ｂの発振と受信波検知
部５の電源をＯＦＦする。ローレベルカット中でなけれ
ば、 Δｆ＝｛１／（ｎｔ₁−τ）｝−｛１／（ｎｔ₂−τ）｝ …（４）の演算を行う。ここで、ｎｔ₂は逆方向の測定値として
の第２のカウンタ１１のカウント値、τは受信波の検知
（例えばゼロクロスポイントの検知）に必要な時間等の
遅れを合計したもので、予め実験等で求め決めておいた
値であり、ｎを考慮して計算される。

【００６１】（４）式で求めた値Δｆはほぼ流速に比例
していると言って良い。ここで、決められたα₁，
α₂，α₃，α₄とΔｆを比較することにより、現在の
流速が比較的大きいのか、小さいのかを判定できる。但
し、 α₁＜α₂＜α₃＜α₄ である。

【００６２】この比較結果により、ｎを第２のカウンタ
１１に設定する。次の測定はこうして新しく設定したｎ
で行われる。Δｆ＜α₁の時は、殆ど流速が零の時で、
ローレベルカット領域として流速を零と見倣し、流量の
積算は行わない。

【００６３】また、もともとローレベルカット中の場合
は、先ず一定値βに対し、ｎｔ₂−ｎｔ₁＜β かどうかをチェックし、ｎｔ₂−ｎｔ₁≧β なら、流速がローレベルカット領域から出たと判断し
て、（４）式のΔｆの計算に行くが、ｎｔ₂−ｎｔ₁＜β の場合は未だローレベルカット領域内であると判断し
て、Δｆの（４）式の計算はせずに、流速零と見倣して
流量の積算を行わない。

【００６４】図５の例では、ローレベルカット中ではｎ
＝２０を第２のカウンタ１１に設定（セット）している
が、流速が仕様で決めたローレベルカット領域を出た時
に確実にそれを検知できる値で、できるだけ小さい値と
するのが効果的である。

【００６５】一定値βも同様に決める。この方法によれ
ば、分解能がそれ程必要でない流速が大きい時は、ｎの
値は比較的小さく、逆に分解能が要求される流速の小さ
い時はｎを大きくして測定するため合理的で、消費電流
を小さくできる。

【００６６】また、ローレベルカットが働く、流速が零
近辺の時は、ローレベルカットの流速域を出たかどうか
の判断ができる小さなｎで測定を行うので無駄がない低
消費電流化が実現できる。

【００６７】

【実施例】図７は、請求項３に対応する実施例の動作を
説明する図で、この実施例では、流量計全体のブロック
図は図１〜図３と同じで、コントロール部４を構成する
マイコンのソフトだけが異なる。

【００６８】請求項２の発明で流速が小さい場合にｎを
大きくして分離能を上げ、測定間隔Ｔを長くして、平均
的に消費電流が大きくなるのを防止しているが、このよ
うにして測定間隔Ｔを大きくすると、急な流速変化に対
応できなくなる。

【００６９】そこで、実施例では単に流速変化のみを監
視するために、それが検知できる小さなｎでの測定を短
い間隔で行う。図７は横軸が経過時間で、○印は大きい
ｎでの測定と演算を行う時期を示し、間隔Ｔである。△
印は小さいｎでの測定時期を示し、流速が大きくなった
と判断した時は演算すると共に間隔を１／４のＴ／４に
する。

【００７０】小さいｎでの測定で、流速が大となったこ
とを検知すると、その時点でその測定値を使って演算
し、その次から流速に見合った間隔Ｔと、ｎで測定す
る。

【００７１】

【発明の効果】本発明の超音波流量計は上述のように構
成されているので、流体の流速の小さいところから大き
いところまでの広い範囲にわたり、実用的に要求される
分解能を発揮でき、かつ低消費電力量化を実現できる。

【００７２】請求項２の発明では、さらに、流速が小さ
い場合に頻繁に測定を行う不合理を避けて、測定間隔
（Ｔ）を長くして、平均的に消費電流を小さくし、この
面からもより低消費電力量化を図ることができる。

【００７３】請求項３の発明では、さらに、急な流速変
化にも追従・対応ができる。そして、請求項４の発明で
は、ローレベルカット領域でより低消費電力量化を実現
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態のブロック図である。

【図２】図１の実施の形態における、第１のカウンタの
具体例の電気回路図である。

【図３】図１の実施の形態における、第２のカウンタの
具体例の電気回路図である。

【図４】図１の実施の形態のコントロール部の作用を説
明するフローチャートである。

【図５】図１の実施の形態における、主にコントロール
部のフローチャートである。

【図６】図１の実施の形態における、主にコントロール
部のフローチャートである。

【図７】本発明の実施例の測定間隔を説明する図であ
る。

【図８】従来技術の原理を説明する略図である。

【符号の説明】

２，３…超音波送受波器４…コントロール部（マイコン）５…受信波検知部６…送波器駆動部１０…第１のカウンタ１０ａ…カウンタ１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ…ｎ選択スイッチ１１…第２のカウンタ１１ａ…カウンタ１１ｂ…基準クロック発振器１１ｃ…ゲートＴ…間隔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】次の１）〜９）の要件を具備したことを
特徴とする超音波流量計。１）．流体の流れの中を流れと同方向あるいは斜め方向
に超音波の送受をする送信側にも受信側にも働く一対の
超音波送受波器（２）（３）。２）．コントロール部（４）よりの送波切替え信号が順
方向を示す時は下流側の送受波器（３）が、逆方向を示
す時は上流側の送受波器（２）が接続されて受信波を検
知する受信波検知部（５）。３）．コントロール部（４）よりの送受切替え信号が順
方向を示す時は上流側の送受波器（２）を、逆方向を示
す時は下流側の送受波器（３）を駆動するように構成さ
れ、第１送信指令信号を入力した時に第１の駆動を行
い、その後は受信波検知部（５）よりの受信波検知信号
が入力されるごとに第ｎ受信波検知信号が入力されるま
で送信側の送受波器（２又は３）を駆動する送波器駆動
部（６）。４）．受信波検知部（５）よりの受信波検知信号を受
け、ｎ番目の受信波検知信号を検知して第ｎ受信波検知
信号を出力する第１のカウンタ（１０）。５）．第１送信指令信号から第ｎ受信波検知信号までの
時間を測定する第２のカウンタ（１１）。６）．一定の測定間隔（Ｔ）で交互に送受切替え信号を
順方向と逆方向に切替え、その度に、第１送信指令信号
を出力し、第ｎ受信波検知信号を受けると第２のカウン
タ（１１）の測定値を読取り、流速、流量等の演算を行
うコントロール部（４）。７）．第２のカウンタ（１１）は基準クロック発振器を
有し、該発振器の出力である基準クロックを計数するこ
とで第１送信指令信号から第ｎ受信波検知信号までの時
間を測定すると共に、この時間を測定中以外は基準クロ
ックの発振を止めるように構成され、８）．受信波検知部（５）は測定中以外は電源をＯＦＦ
するようにし、９）．コントロール部（４）より第１のカウンタの前記
ｎを設定できるように構成すると共に、検知した流速が
比較的大きかった時は、次はｎを比較的小さく設定し、
流速が比較的小さかった時は、次はｎを比較的大きく設
定して、測定を開始すべく第１送信指令信号を出力する
ようにコントロール部（４）を構成する。
【請求項２】流量が比較的小さかった時は、次は測定
間隔（Ｔ）を比較的大きく設定するようにしたことを特
徴とする請求項１記載の超音波流量計。
【請求項３】流速が比較的小さかった時は、次は測定
間隔（Ｔ）を比較的大きくして測定を行い、測定間隔
（Ｔ）ごとに流速、流量等を演算し、さらに間隔（Ｔ）を短くして、かつ比較的小さいｎでの
測定を行い、順方向と逆方向での第２のカウンタ（１
１）の読み値の差が一定値以上となると、その二つの読
み値を用いて流速、流量等の演算を行い、その次からは
測定間隔（Ｔ）を比較的小さな値とし、かつｎを流量に
見合った比較的小さな値に設定して測定するようにした
ことを特徴とする請求項１記載の超音波流量計。
【請求項４】流速が零又は零に近い一定値以下と判断
した時は、ｎを比較的小さく設定して測定することを特
徴とする請求項１記載の超音波流量計。